高质量单层二硫化钼的制备及其发光特性研究

发布时间：2021-07-15 16:26

　　近些年来,过渡金属硫属化合物独特的光学、电学、能谷电子学和催化剂等方面的应用引起了研究者的极大兴趣。过渡金属硫属化合物的结构是层状的,类似于石墨烯、六方氮化硼以及黑磷等材料。对过渡金属硫属化合物的大量基础研究,尤其是异质结方面,极大地促进了人们对二维材料性质的了解和认识。二硫化钼作为过渡金属硫属化合物中的一员,因其化学稳定性好,更是备受关注。本文的核心内容就是提出了两种新的二维二硫化钼制备方法:（1）采用金属单质钼作为源,使用化学气相沉积技术一步合成单层、双层二硫化钼;（2）提出了一种新的“种子”三氧化钨促进单层二硫化钼合成的方法,这种方法可以提高单层二硫化钼的单晶尺寸,并拓宽了单层二硫化钼的生长温度范围。在本文第一章中,我们详细的介绍了二硫化钼的的结构,包括晶体结构、电子结构、边界结构以及掺杂等。同时介绍了单层二硫化钼的性质,包括机械性质、热学性质、光学性质、电学性质和磁学性质。最后我们说明了二硫化钼在光电子器件、能谷电子学、传感器以及制氢催化方面的应用前景。在本文第二章中,我们系统的介绍了常见的二维二硫化钼的制备方法以及相应的特点,包括机械剥离法、化学剥离法、化学气相沉积法以及物理... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１二硫化钼的ＩＴ、２Ｈ、３Ｒ三种晶体结构示意图

单层二硫化钼常见的两种晶体结构：稳定的２Ｈ?（六方Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）是半导体??态和亚稳定的１Ｔ?（三角Ｔｒｉｇｏｎａｌ）是金属态。１Ｔ的结构是八面体（Ｏｃｔａｈｅｄｒａｌ），??其顶点的六个Ｓ原子与Ｍｏ的连线互相垂直，就像是直角坐标轴。如图１．?２，?２Ｈ??结构是一个Ｍｏ原子连接的６个Ｓ原子，上下两个三角形（３个Ｓ原子组成的）??方向相同就是２Ｈ相，相反就是１Ｔ相。单层的二硫化钼包含了三层原子层，其??中上下两层为硫原子组成的六角形状的平面，中间一层为金属钼原子层，从而形??成了类似“三明治”的夹心结构。每一个钜原子周围都有６个硫原子包围，每一??个硫原子周围有３个钼原子环绕，它们之间通过很强的共价键结合，形成了三棱??柱配位结构。１Ｔ相的Ｍｏ义具有金属性质，可以通过一些电子束辐射、应力诱导??或者等离激元的共振等手段实现２Ｈ到１Ｔ的转变。这表明基于Ｍ〇Ｓ２的场效应晶??体管（ＦＥＴ）器件中，与电极接触的材料区域可以通过相变转变为金属相，从本??质上实现二维器件的欧姆接触

原理计算应变对能带结构的影响可知，压缩拉伸都可以使单层二硫化钥从直接带??隙转变成间接带隙，但拉伸使得带隙变宽，压缩带隙变窄。衬底拉伸或者压缩应??力的变化，将引起发光光谱的明显移动。如图１．４所示，拉伸二硫化钼使得发光??光谱发生了明显的红移。利用单层二硫化钼晶体与柔性基板的兼容性及其机械性，??可调控其电子和光学性质，这为二维晶体柔性电子器件和光电子的应用开辟了新??的机会。??４??


本文编号：3286059